“要在农业机械导航领域有我们中国人的话语权”

罗锡文

罗锡文：

华农农业工程学科带头人

华南农业大学农业工程学科带头人。中国工程院院士、农业机械化工程专家，现任华南农业大学教授、博导，南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室主任，兼任中国农业机械学会名誉理事长和中国农业工程学会名誉理事长。长期从事水稻生产机械化和农业机械与装备机电一体化技术研究。首创同步开沟起垄施肥水稻精量穴播技术体系，创新研制成功水稻精量穴播机和水田激光平地机；突破了农业机械导航与自动作业系统关键技术，在国内首次研制成功无人驾驶拖拉机、水稻种植机械和棉花播种机械。

曾获国家技术发明奖二等奖1项，国家科技进步奖二等奖1项，省部级科技奖励15项，主编教材和专著6部，发表学术论文350余篇，SCI/EI收录100余篇，获授权发明专利70余件。

日前，中国工程院院士、华南农业大学教授罗锡文作为第一完成人的项目“基于北斗的农业机械自动导航作业关键技术及应用”，获得了2020年度国家科技进步奖二等奖。

从小在农村长大，深知农民耕作之不易，如今已76岁的罗锡文仍然奋斗在农业生产一线，为了“将农民从繁重的体力劳动中解放出来”，也为了“要在农业机械导航领域有我们中国人的话语权”。在接受南都记者专访时，罗锡文回忆了自己与农机结缘的过程，也分享了农机自动导航技术从完全引进到实现国产、再到国际先进甚至领先水平的艰苦过程。

结缘

看《三国演义》木牛流马 想着解决农民的辛苦

“和农机结缘，很巧的。”回忆与农机牵绊的这一生，这位年逾古稀的老人不忘他的三位好老师——农村、工厂、学校。

现在社会上流行一句话，今天在农村种田的都是38、61、99“部队”，这三个“部队”指的是妇女、儿童和老人。正所谓“农村的儿子早当家”，罗锡文对这句话感触特别深，因为他在湖南的农村长大，农活中的“耕种管收”每个环节都干过，现在回想起来都觉得“真苦”。还记得小时候在田中插秧，罗锡文累了便站起来伸伸腰，母亲就在旁边说“小孩子有什么腰，赶快插”。罗锡文回忆道，当时最期盼的就是母亲提着茶水过来，因为这意味着可以休息了。

“小时候看到《三国演义》里诸葛亮发明的木牛流马能‘特行者数十里，群行三十里’，觉得很新鲜，就想要是干农活也能自动化就好了。”罗锡文笑着说道：“说立志嘛也说不上，当时干活累嘛，就是想着怎么解决农民的辛苦，将农民从繁重的体力劳作中解放出来。”

1970年7月，罗锡文从华中工学院（现华中科技大学）无线电技术专业毕业，分配到贵州省铜仁县农机厂工作，一干就是9年。“我现在还会和我的学生讲，这9年的经历对我这一辈子影响非常大，对我整个人生成长非常大。”罗锡文表示，在这九年中，他挑过100多斤的铁块，抬过温度高达1400多摄氏度的铁水，还抡过约10公斤的大铁锤。

即便条件艰苦恶劣，罗锡文依然坚信“知识就是力量”，他研制了皮带运输机、轨道车等，将工人从挑铁块和抬铁水的繁重工作中解放出来。1978年，他主持研制的锦江18型机动喷雾机荣获贵州省科学大会奖。

“1978年我们国家恢复研究生招生，我还不知道。”在“中国喷雾机之父”、镇江农业机械学院（现江苏大学）教授高良润的指引下，罗锡文努力准备考研，1979年考入华南农学院（现华南农业大学），师从我国著名的农机专家邵耀坚教授。

从农村到工厂再到学校，从农民到工人再到农机研究者，与农机结缘的罗锡文开始了为农机事业奋斗的新阶段。

攻关

信号丢失30秒内 定位精度仍在3cm内

从2003年起，罗锡文团队在国内率先开展了基于卫星定位的农业机械自动导航作业技术的系统研究。项目启动时，国内农机导航系统全部依赖进口，而且价格昂贵。

“农机精准导航是智能农机装备的重要支撑。”罗锡文告诉记者，它可以提高作业质量、作物产量、土地利用率和农机利用率，减少肥料和农药用量、降低生产成本，缓解农村劳动力短缺问题。项目启动时，国内农机自动导航作业面临三大关键技术问题，分别是精准定位难、导航控制难和系统集成难。比如说，卫星信号遮挡，现场作业环境复杂、地形起伏多变，都会给农机自动导航作业带来麻烦。

“要在农业机械导航领域有我们中国人的话语权。”从那时起，罗锡文团队致力于解决三大关键技术问题。针对农机姿态测量精度低的问题，团队设计了外部加速度补偿的卡尔曼滤波算法，俯仰角和横滚角平均误差从2°降低至0.55°，航向角测量精度由5°提高到0.3°。针对复杂农田环境中卫星定位信号丢失的问题，团队又提高了导航系统的断点续航能力，让信号丢失30秒内导航系统定位精度仍可保持在3cm内。

经过不懈努力，团队突破了十项关键技术，取得了三大创新成果：突破了复杂农田环境下农机自动导航作业高精度定位和姿态检测技术；创新提出全区域覆盖作业路径规划方法、路径跟踪复合控制算法、自动避障和主从导航控制技术，提高了农机导航精度、作业质量和作业效率；创制了具有自主知识产权的农机自动导航作业线控装置和农机北斗自动导航产品。

与国外相比，团队的多项核心技术达到了国际先进甚至是领先水平。比如，采用基于水田农机侧滑在线识别的路径跟踪控制方法的水田路径跟踪控制精度为4.4cm，远比国外水田路径跟踪控制精度10cm要高，居国际领先水平。罗锡文表示，我们在农机导航技术方面的研究成果，打破了国外技术垄断，保障了我国农机导航装备的自主安全可控，引领了我国农机导航技术的创新发展，为我国智慧农业提供了重要支撑。

采写：南都记者 孙小鹏 李榕 南方日报记者 朱晓枫 通讯员 方玮 陈芃辰

摄影：南都记者 冯宙锋

综合央视新闻